(57)【要約】【課題】  補機軸と駆動軸の連結端部から発生する騒音を抑制し、連結部の磨耗を抑制する。【解決手段】  クランク軸に連動して回転する駆動軸３３の連結端部３３ａには嵌合孔４６と噛合い溝４６ａが設けられており、駆動軸３３と同軸上に配置される補機軸であるポンプ軸４０の連結端部４０ａには噛合い溝４６ａに係合するドグ４７ａと嵌合孔４６に嵌合する嵌合部４７が設けられている。嵌合部４７と嵌合孔４６との間には弾性部材４８が設けられ、弾性部材４８は駆動軸３３からポンプ軸４０に回転動力を伝達する際に弾性変形して連結端部３３ａ，４０ａ相互の噛合い時に発生する衝撃を緩和する。【選択図】    図２
2006283778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に連動して回転する駆動軸と、当該駆動軸に同軸上に連結され補機を駆動する補機軸とを有するエンジンにおける軸の連結構造であって、
前記駆動軸の連結端部と前記補機軸の連結端部の一方に、嵌合孔と当該嵌合孔に連なり径方向に延びる噛合い溝とを形成し、
他方の前記連結端部に、前記噛合い溝に係合するドグと前記嵌合孔に嵌合する嵌合部を設け、
前記嵌合孔と前記嵌合部との間に、前記駆動軸から前記補機軸に回転を伝達する際に弾性変形して前記連結端部相互の噛合い時に発生する衝撃を緩和する弾性部材を設けることを特徴とするエンジンにおける軸の連結構造。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンにおける軸の連結構造において、前記弾性部材はそれぞれの前記連結端部間に封入された潤滑剤の漏れをシールすることを特徴とするエンジンにおける軸の連結構造。
【請求項３】
クランク軸に連動して回転する駆動軸と、当該駆動軸に同軸上で連結され補機を駆動する補機軸とを有するエンジンにおける軸の連結構造であって、
前記駆動軸の連結端部と前記補機軸の連結端部の一方に形成された嵌合孔に、内周面にスプライン孔が形成された円筒部材を取り付け、
前記スプライン孔に噛み合うスプライン軸を他方の前記連結端部に設け、
前記駆動軸と前記補機軸とを前記円筒部材を介して連結することを特徴とするエンジンにおける軸の連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンにおける軸の連結構造において、前記補機はウォータポンプであることを特徴とするエンジンにおける軸の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクランク軸に連動して回転する駆動軸と、駆動軸に同軸上で連結され補機を駆動する補機軸とを有するエンジンにおける軸の連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷エンジンにはシリンダに形成されたウォータジャケットに冷却液を循環させるためにウォータポンプが設けられており、４サイクルエンジンにはクランクケースのオイルパン内に収容されたエンジンオイルを軸受等の潤滑油要求部に供給するためにオイルポンプが設けられている。ウォータポンプはポンプインペラに連結されるポンプ軸を有しており、オイルポンプはポンプロータに連結されるポンプ軸を有している。それぞれのポンプ軸は、クランク軸に歯車列を介して連結される駆動軸と同軸状に配置されるとともにその駆動軸に連結されており、それぞれ補機としてのウォータポンプやオイルポンプは、補機軸としてのそれぞれのポンプ軸により駆動軸を介してクランク軸により駆動される。
【０００３】
補機軸としてのそれぞれのポンプ軸に連結される駆動軸にはバランスウエイトが設けられており、特許文献１，２に記載されるように、それぞれの駆動軸はバランサ軸となっている。駆動軸としてのバランサ軸とバランサ軸に同軸上に連結されるポンプ軸は、一方の軸に設けられたドグを他方の軸に設けられた噛合い溝に係合させることにより連結されている。
【特許文献１】特開２０００−３３７１１６号公報
【特許文献２】特開２０００−８８０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドグと噛合い溝との係合によりバランサ軸とポンプ軸つまり補機軸とを連結するには、ドグを噛合い溝に係合させて組み立てるためにクリアランスを設ける必要があるので、これらを係合させた状態でもドグと噛合い溝との間には隙間が生じてしまう。エンジンには回転変動やトルク変動が生じるので、クランク軸の回転動力をウォータポンプ等の補機に伝達する際には、この隙間に起因してドグと噛合い溝の内面とが相互に衝突し合うことからドグと噛合い溝の内面とが噛み合って騒音が発生するとともにドグと噛合い溝内面が互いに磨耗してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、補機軸と駆動軸の連結端部から発生する騒音を抑制し、連結部の磨耗を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジンにおける軸の連結構造は、クランク軸に連動して回転する駆動軸と、当該駆動軸に同軸上に連結され補機を駆動する補機軸とを有するエンジンにおける軸の連結構造であって、前記駆動軸の連結端部と前記補機軸の連結端部の一方に、嵌合孔と当該嵌合孔に連なり径方向に延びる噛合い溝とを形成し、他方の前記連結端部に、前記噛合い溝に係合するドグと前記嵌合孔に嵌合する嵌合部を設け、前記嵌合孔と前記嵌合部との間に、前記駆動軸から前記補機軸に回転を伝達する際に弾性変形して前記連結端部相互の噛合い時に発生する衝撃を緩和する弾性部材を設けることを特徴とする。
【０００７】
本発明のエンジンにおける軸の連結構造は、前記弾性部材はそれぞれの前記連結端部間に封入された潤滑剤の漏れをシールすることを特徴とする。
【０００８】
本発明のエンジンにおける軸の連結構造は、クランク軸に連動して回転する駆動軸と、当該駆動軸に同軸上で連結され補機を駆動する補機軸とを有するエンジンにおける軸の連結構造であって、前記駆動軸の連結端部と前記補機軸の連結端部の一方に形成された嵌合孔に、内周面にスプライン孔が形成された円筒部材を取り付け、前記スプライン孔に噛み合うスプライン軸を他方の前記連結端部に設け、前記駆動軸と前記補機軸とを前記円筒部材を介して連結することを特徴とする。
【０００９】
本発明のエンジンにおける軸の連結構造は、前記補機はウォータポンプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ドグを有する連結端部とこれが係合する噛合い溝を有する連結端部を介して駆動軸から補機軸に動力を伝達する際に、駆動軸と補機軸との間に設けられた弾性部材が弾性変形して駆動軸の角加速度を低減させることにより、ドグと噛合い溝内面とが突き当たることによる噛合い時の衝撃トルクが緩和されることから、補機駆動時の騒音の発生を抑制することができるとともにドグと噛合い溝の磨耗を抑制することができる。
【００１１】
本発明によれば、弾性部材は駆動軸と補機軸のそれぞれの連結端部間に封入された潤滑剤の漏れをシールするシール部材として機能するので、ドグは油膜を介して噛合い溝の内面に衝突し、補機駆動時におけるドグと噛合い溝の磨耗を抑制することができる。
【００１２】
本発明によれば、スプライン孔が形成された円筒部材を連結端部に取り付けるようにしたので、円筒部材の内周面にスプライン溝を切削することによりスプライン孔を円筒部材に形成することができ、駆動軸と補機軸とをスプライン結合することができる。スプライン結合により補機駆動時の補機軸に対する駆動軸の相対回転を小さくすることができるとともに、スプライン歯相互の衝突時の衝撃トルクが緩和されることから、補機駆動時の騒音の発生と、歯面相互の磨耗を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はエンジンの一例を示す断面図である。このエンジン１０は全地形走行車に搭載される水冷式の単気筒エンジンであり、エンジン１０のクランクケース１１にはクランク軸１２が回転自在に装着される。エンジン１０は、ベース側にクランクケース１１が組み付けられるシリンダ１３を有しており、このシリンダ１３のヘッド側にはシリンダヘッド１４が組み付けられている。シリンダ１３に形成されたシリンダボア内にはピストン１５が往復動自在に組み込まれ、クランク軸１２にその回転中心から偏心して固定されたクランクピン１６とピストン１５との間にはコネクティングロッド１７が連結され、ピストン１５の往復運動に連動してクランク軸１２が回転駆動される。
【００１４】
シリンダヘッド１４には燃焼室１８に開口して吸気ポート１９及び排気ポート２０が形成され、吸気ポート１９を開閉するための吸気弁２１及び排気ポート２０を開閉するための排気弁２２がシリンダヘッド１４に装着される。シリンダヘッド１４とこれに固定されるロッカカバー２３とによりカムシャフト２４が回転自在に組み付けられ、カムシャフト２４と平行に吸気用と排気用の２本のロッカシャフト２５，２６がロッカカバー２３に組み付けられ、吸気用のロッカシャフト２５には吸気用のロッカアーム２７が回動自在に装着され、排気用のロッカシャフト２６には排気用のロッカアーム２８が回動自在に装着される。吸気弁２１と排気弁２２とをクランク軸１２の回転に同期させて開閉動作させるために、クランク軸１２に固定された図示しないスプロケットとカムシャフト２４に固定された図示しないスプロケットとの間にはタイミングチェーンが掛け渡される。
【００１５】
クランクケース１１内には駆動軸３１〜３３が回転自在に設けられ、クランク軸１２に設けられた駆動歯車３４は駆動軸３１に設けられた被駆動歯車３５及び駆動軸３２に設けられた被駆動歯車３６に噛み合っており、駆動軸３３に設けられた従動歯車３７は被駆動歯車３６に噛み合っており、これにより、駆動軸３１〜３３のそれぞれはクランク軸１２に連動して回転する構造となっている。これらの駆動軸３１〜３３に、クランク軸１２の回転変動やトルク変動を抑制してエンジン１０の振動を抑えるためのバランサウエイト（図示省略）を設けると、それぞれの駆動軸３１〜３３はバランサ軸になる。駆動軸３３はウォータポンプ３８を駆動し、駆動軸３１はオイルポンプを駆動するようになっている。
【００１６】
図２（Ａ）は本発明の第１の実施の形態であるエンジンにおける軸の連結構造を示す説明図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す２−２線に沿う断面図である。図２（Ａ）に示すように、駆動軸３３の一端部はクランクケース１１に装着された軸受３９によって回転自在に支持されるとともに、ウォータポンプ３８に駆動力を伝達するポンプ軸４０が補機軸として連結されている。
【００１７】
ポンプ軸４０は駆動軸３３と同軸上に配置されるとともにクランクケース１１に装着された軸受４１によって回転自在に支持されており、その一端部にはウォータポンプ３８を構成するインペラ４２がねじ結合され、他端部は駆動軸３３の連結端部３３ａに対向して配置されて連結端部４０ａとなっている。インペラ４２はクランクケース１１にカバー４３を取り付けることにより形成されるポンプ室４４内に組み込まれ、ポンプ室４４にはカバー４３内に形成された水路４５が開口している。したがって、インペラ４２を回転させることにより、水路４５を介してシリンダ１３やシリンダヘッド１４の外周に設けられるウォータジャケット２９内に冷却液が供給される。
【００１８】
駆動軸３３の連結端部３３ａには、横断面円形の嵌合孔４６が形成されるとともにこの嵌合孔４６に連なってその底部側に噛合い溝４６ａが形成されており、この噛合い溝４６ａは回転中心を径方向に延びて形成されている。一方、ポンプ軸４０の連結端部４０ａには、嵌合孔４６に嵌合する嵌合部４７が設けられるとともに噛合い溝４６ａに噛み合うドグ４７ａが設けられており、ドグ４７ａは噛合い溝４６ａの形状に対応して横断面長方形状となっている。このドグ４７ａを噛合い溝４６ａに係合させるように嵌合孔４６に嵌合部４７を挿入することにより駆動軸３３とポンプ軸４０はそれぞれの連結端部３３ａ，４０ａで相互に連結される。したがって、クランク軸１２に連動して駆動軸３３が回転すると、噛合い溝４６ａの内面とドグ４７ａとが突き当たってこれらが相互に噛み合った状態となって、ポンプ軸４０が駆動軸３３により回転駆動される。これにより、クランク軸１２の回転は、駆動軸３３及びポンプ軸４０を介してインペラ４２に伝達され、クランク軸１２の回転に応じて冷却水がウォータポンプ３８からウォータジャケット２９に供給される。
【００１９】
嵌合部４７に形成された環状溝４７ｂにはゴム製の環状の弾性部材４８が装着され、この弾性部材４８は嵌合孔４６の内周面に接触している。噛合い溝４６ａとドグ４７ａとの間にはドグ４７ａを噛合い溝４６ａに挿入可能とするためにクリアランスが設けられているので、駆動軸３３のトルク変動によってドグ４７ａが噛合い溝４６ａに対して相対回転してドグ４７ａが噛合い溝４６ａの内面に噛合い衝突することがあるが、そのときには、駆動軸３３とポンプ軸４０との間に組み込まれた弾性部材４８が弾性変形して、弾性部材４８の変形抵抗によりドグ４７ａが噛合い溝４６ａ内面に衝突する際の駆動軸３３の角加速度を低減させることになる。このように、弾性部材４８が衝撃吸収用のダンパの機能を発揮することになり、ドグ４７ａと噛合い溝４６ａ内面との噛合い衝突時の衝撃トルクが緩和されることから、ウォータポンプ３８の駆動時における騒音の発生を抑制することができるとともにドグ４７ａと噛合い溝４６ａの磨耗を抑制することができる。
【００２０】
弾性部材４８を嵌合孔４６と嵌合部４７との間に装着することにより嵌合孔４６及び噛合い溝４６ａは密閉室４９となっており、この密閉室４９に潤滑剤を充填してドグ４７ａと噛合い溝４６ａとの間の隙間を潤滑剤で満たすことにより、噛合い時の磨耗を更に抑制することができる。なお、図２に示す場合には、弾性部材４８が装着される環状溝４７ｂはポンプ軸４０に形成されているが、駆動軸３３の嵌合孔４６の内周面に環状溝を形成し、その中に弾性部材４８を組み込むようにしても良い。更に、２つ以上の弾性部材４８を装着しても良く、ドグ４７ａと噛合い溝４６ａとを潤滑剤で満たさないのであれば、弾性部材４８としては、上述のように環状とすることなく種々の形状とすることができる。
【００２１】
図３は本発明の第２の実施の形態であるエンジンにおける軸の連結構造を示す説明図であり、図２に示す部材と共通する部材には同一の符合を付して重複した説明を省略する。駆動軸３３の連結端部３３ａにはポンプ軸５１の連結端部５１ａが入り込む嵌合孔５２が形成されており、ポンプ軸５１の連結端部５１ａにはスプライン軸５３が設けられている。スプライン軸５３には軸方向にスプライン溝つまりキー溝５３ａを切削加工することにより複数のスプライン歯５３ｂが軸方向に伸びて形成されている。
【００２２】
駆動軸３３の嵌合孔５２には円筒部材５４が嵌合されており、円筒部材５４は溶接部５５により駆動軸３３に固定され、円筒部材５４の内周面にはスプライン軸５３に係合するスプライン孔が設けられており、スプライン孔にはスプライン軸５３のキー溝５３ａおよびスプライン歯５３ｂに対応してキー溝およびスプライン歯がそれぞれ軸方向に伸びて形成されている。嵌合孔５２は底付きの孔でありその内周面に直接スプライン孔を形成することは困難であるが、嵌合孔５２に円筒部材５４を嵌め込むようにしたので、貫通孔を有する円筒部材５４の内周面にはスプラインブローチ加工等の切削加工によりスプライン溝を加工することができ、結果的に底付きの嵌合孔５２の内部に円筒部材５４を介してスプライン孔を設けることができる。
【００２３】
スプライン結合により駆動軸３３とポンプ軸５１とを連結することにより、噛合い時のポンプ軸５１に対する駆動軸３３の相対回転を小さくすることができるとともに、複数のスプライン歯が噛合うことにより動力伝達時の衝撃トルクが緩和されることから、ウォータポンプ３８の駆動時における騒音の発生を抑制することができるとともにスプライン歯の磨耗を抑制することができる。なお、スプライン軸５３とスプライン孔との間に弾性部材４８を装着しても良く、その場合には、動力伝達時の衝撃トルクを更に緩和することができる。
【００２４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、本発明はクランク軸１２に連動して回転する駆動軸３１〜３３と同軸上に配置され、駆動軸３１〜３３の連結端部に連結され補機に駆動力を伝達する補機軸であれば、ウォータポンプ３８を駆動するためのポンプ軸４０，５１に限らず、図示しないオイルポンプ等を駆動するためのポンプ軸と駆動軸３１〜３３との連結構造としても適用することができる。また、本発明は全地形走行車用のエンジンに限られず、クランクケースに設けられる補機を駆動するための補機軸と駆動軸とを連結する場合であれば、どのようなエンジンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】エンジンの一例を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態であるエンジンにおける軸の連結構造を示す説明図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）に示す２−２線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるエンジンにおける軸の連結構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１２  クランク軸
３１〜３３  駆動軸
３３ａ  連結端部
３８  ウォータポンプ
４０  ポンプ軸（補機軸）
４０ａ  連結端部
４６  嵌合孔
４６ａ  噛合い溝
４７  嵌合部
４７ａ  ドグ
４８  弾性部材
４９  密閉室
５１  ポンプ軸（補機軸）
５１ａ  連結端部
５２  嵌合孔
５３  スプライン軸
【図１】
2006283778.tif 000003
【図２】
2006283778.tif 000004
【図３】
2006283778.tif 000005